Analyse des pièces de charpente partie 2- Les entraits

L'entrait (ou tirant)

- En terme de charpente c'est un élément d'une ferme.

- L'entrait est une pièce de bois horizontale qui sert à réunir les arbalétriers et qui est posée à ses extrémités sur les murs extérieurs ou poteaux .

- L'entrait sert à empêcher l'écartement des arbalétriers, il travaille à la traction et représente la pièce principale qui régit l'équilibre des poussées obliques de la toiture les transformants en appuis verticaux, évitant ainsi le basculement des murs vers l'extérieur.

- Il est appelé aussi très souvent un tirant, définissant par son seul nom sa fonction.

Entraits anciens sculptés sur la charpente de la... Entrait traditionnel Entraits de fermettes Entrait moisé

Tirant métallique

Situations et fonctions générales des entraits de charpente

L'entrait traditionnel :

- C'est le plus connus, il se présente en une seule pièce de bois, qui peut être forte suivant la portée, il est assemblé par tenons/mortaises associées à des embrèvements.

- Il peut être autoporteur d'un solivage jusqu'à 8 mètres à condition de le munir d'un étrier à la liaison flottante au poinçon et associé à de plus fortes sections.

- A plus de 8 mètres de portée, il est souhaitable qu il y ait un mur ou un poteau central de soutènement en cas de solivage porteur.

L'entrait moisé :

- Très utilisé de nos jours, il permet de jumeler l'entrait en deux pièces appelées moises, celles ci sont entaillées pour recevoir le poinçon, les arbalétriers et réseaux secondaires, puis boulonnés.

- Il est autoporteur jusqu à +/- 8 mètres en fonction de la destination du solivage, au delà il est préférable qu'il y ait un soutien central.

- Ici le poinçon n'est pas flottant il est boulonné et sert de suspente. Si il est situé dans une ferme à double entrait de grande portée, on peut lui ajouter des suspentes pour le soutenir en cas de solivage depuis le faux entrait (Ferme à la Palladio).

L’entrait retroussé ou relevé :

- Il constitue pas la base du triangle de la ferme, mais il est placé un plus haut sur les arbalétriers !

- C'est surtout le cas quand il faut ménager un passage sous combles. Dans ce cas il peut être assemblé par tenons/mortaises traditionnels ou le plus souvent moisé de nos jours.

- Il travaille en tirant, sauf que les pieds d'arbalétriers sont un peu plus bas sur blochets, corbeaux ou sur des semelles.

Le faux entrait :

- Il est présent sur les fermes à doubles entraits ou sur blochets, il est assemblé moisé en haut de ferme comme l'entrait retroussé, reprenant les arbalétriers ainsi que le poinçon, sauf qu il travaille en compression.

- Dans certains cas, il permet de supprimer le poinçon (ex fermes à très faible pentes).

Le tirant métallique :

- Il se présente sous forme de câbles, de tiges métallique de fort diamètre ou de fers plats, repris en direct aux pieds d'arbalétriers ou associé à des étriers.

- Sa fonction est de s'émanciper d'un entrait traditionnel et être donc moins invasif ou caché dans l'architecture tout en assurant le travail en traction entre les arbalétriers.

- Quant il est apparent, il peut être associe à une “aiguille” suspendue depuis le poinçon pour retenir son fléchissement .

Le demi entrait :

- Présent surtout dans les auvents adossé à un mur et les demi fermes d'arêtiers ou fermes de croupe, il travaille aussi en tirant grâce à l'agencement réfléchi des contrefiches et jambes de forces.

- On peut le tailler en une pièce traditionnelle ou le moiser .

Les petits entraits :

- On les situent principalement dans le cas de petite fermes de croupe “a l Alsacienne” ou dans les lucarnes.

- Ils sont rarement en force de travail tirant, mais on leurs apportes des petits arbalétriers depuis le poinçon pour les soulager.

Situation des entraits dans une charpente

Les contraintes et dimensionnement des entraits de charpente

La résistance mécanique :

- L'entrait est souvent de grande dimension dans une charpente, de plus il reprend tout le poids de la descente de charge de la toiture pour transformer la compression oblique générée en compression verticale sur les murs ou poteaux, ce qui en fait un élément à ne surtout pas négliger dans le choix qualitatif du bois, de sa section, des assemblages aux pieds d'arbalétriers et poinçon.

- Comme nous l'avons déjà cité plus haut, un entrait travaille à la traction, donc sa résistance mécanique en ce sens doit être supérieure aux poids des forces auquel il est contraint !

- De plus il doit supporter le fléchissement de son propre poids en plus d'éventuels solivages qui lui sont apposés .

- Hors bureau d’étude, les charpentiers connaissent d'instinct la forte résistance en traction du bois “saint” d'un entrait (minimum égale en section aux arbalétriers), ils sont généralement plus attachés à ce que cet entrait va supporter dans le temps.

- Je m'explique : Un entrait dans l'architecture suivant l'endroit ou il se trouvera placé, doit souvent en plus de son travail initial être porteur un solivage de plafond, un solivage de plancher, ou les deux réunis !

- Donc les bonnes questions que les charpentiers se posent sont surtout sa résistance en flexion en le considérant comme une grosse solive !

- Nota : nous étudierons le calcul approfondis des solivages dans l’étude de charpentes.

- La force de traction se calcule normalement en décanewton qui est l’unité de force .

- On a la chance d'avoir le kilogramme force (kgf) à peu prés équivalent au décanewton.

- ( 1 daN = 1,02 kgf ) ce qui simplifie un peu notre travail, étant habitué à compter en kg et tonnes.

- les résineux en moyenne résiste en traction à +/- 180 kg par cm². - le chêne en moyenne résiste en traction à +/- 200 kg par cm².

- En théorie, un entrait de section 22cm x 10 cm résiste à (22 x 10) x 180 = 39,6 tonnes maximum de traction pour du résineux et (22 x 10) x 200 = 44 tonnes maximum de traction pour du chêne.

- Sachant que pour une ferme chargée lambda il arrive par les deux arbalétriers environ +/- 15 tonnes de traction, la marge est grande.

- Raisonnablement, les charpentiers augmentent leurs sections ou moisent dès qu'il y a dépassement de plus 50% de l'admissible !

Dimensionnement des entraits :

- 1/ Pour une ferme latine traditionnelle en comble perdu (Fig 1), on considère que l'entrait (muni d'un étrier au poinçon ) jusqu'à 8 mètres maximum de portée doit être égal ou supérieur (si besoin) en section aux arbalétriers ! (ex . des arbalétriers de 22 cm x 10 cm ,l'entrait 22cm x 10 cm), car il n'accueillera qu'un solivage léger pour soutenir le plafond dessous et un plancher léger de service dessus (ramonage, couvreur, …).

- L'entrait soulagé par l'étrier fixé au poinçon donne en fait l'équivalent de deux solives de portée de 4 mètres.

- Enfin, si cet entrait doit être chargé (remise, atelier, etc…) on augmente sa section ou on moise, et on lui ajoute des jambes de force ou poteaux dessous !

- Pour un entrait retroussé moisé, on applique les mêmes règles.

- 2/ Pour une ferme à deux entraits en combles aménageables (Fig 2), il y a un “faux entrait” qui triangule la partie haute, et un entrait en partie basse qui travaille en traction.

- Ce dernier est souvent de grande longueur (jusqu'à 12 mètres), pour cette raison traditionnellement en une pièce, on augmente sa section du double des entraits (en cm2), et il doit être soutenu par un poteau ou un mur (parfois décalé en fonction des besoins) pourvu que la longueur entre deux points d'appuis n'excède pas 5 mètres.

- Si toutefois on désire un libre accès libre sous la ferme, il faut lui ajouter des suspentes bois ou métalliques reprisent en dessous du faux entrait.

- De nos jours, l'entrait est moisé ce qui double automatiquement sa résistance, mais on doit néanmoins respecter les point d'appuis à 5 mètres maximum et augmenter les sections et le réseau secondaire (poteaux, jambes de forces, murs ) en fonction de charges supplémentaires non domestiques.

- Les suspentes Palladio (peux connues) sont très peut utilisées malgré leurs grandes qualités de raidissement et la facilités d'assemblages aux moises (queues d'arondes).

- 3/ Pour une demi ferme (fig 3) l'entrait traditionnel en combles perdus (libre ou solivettes plus plafond) doit être équivalent en section à son arbalétrier, et ne pas dépasser une portée de 5 mètres.

- Si toutefois on doit le charger, il faut augmenter la section ou le moiser (voire installer un réseau secondaire poteaux ou jambes de forces).

- Jusqu à 12 mètres de portée, il doit être moisé, les sections augmentées (non porteur), et enfin si il doit être chargé, la règle des 5 mètres entre appuis s'applique par poteaux, murs, jambes, etc …

- 4/ Les tirants métalliques (fig 4), sont utilisés souvent en cas de modification de ferme de charpente, principalement pour éliminer un entrait entier ou partiellement quand celui ci gène à l'agencement habitable.

- Ils sont en tiges métalliques, câbles, fers plats, solidement ancrés aux extrémités (plaques, sabots, étrier, etc …).

- Le boulonnage se fait aux extrémités, ou central suivant les besoins.

- Le dimensionnement se calcul alors en rapport avec l'exercice de traction aux pieds des arbalétriers .

- Suivant ou on les place, ils peuvent être cachés dans le plancher, ou apparents pour des effet design.

- Évidemment on ne les charges pas et parfois on leurs ajoutes des aiguilles depuis le poinçon pour éviter la flexion !!!

- Pour des tes grandes fermes (portée 12 mètres), on utilise des diamètres de tiges allant jusqu à de 40 mm de diamètre, deux câbles jumelés de 20 mm de diamètre, ou deux fers plats boulonnés de 80 x 10 mm qui peuvent aussi servir à renforcer un entrait “fatigué”.

- Si l'entrait recoupé était en portée libre, il faut ajouter un poteau, un blochet ou un murs sous les parties restantes en plus du tirant métallique !.

- 5/ Les petits entraits (fig 5), pour croupes ou lucarnes sont réalisés avec des bois similaires aux pannes, ils sont solides du fait de leurs courtes longueur, mais on leur ajoutes généralement de petits arbalétriers cloués pour soutenir l'équerrage et rejeter un peu la compression d'aplomb vers les porteurs .

- L'illustration (fig 6) donne un petit résumé en image de dimensionnements lambda valable en un ou deux pans pour vos projets (plus que 12 mètres on passe en lamellé collés généralement) !

- Les schémas ci dessous sont sans réseaux secondaires pour la lisibilité !

(Fig 1) Entrait de ferme latine (combles perdus) (Fig 2) Entrait de ferme double entraits (combles... (Fig 3) Entrait de demi ferme (Fig 4) Tirants métalliques

(Fig 5) Petit entraits (Fig 6) Résumé en image de dimensionnements lambda...

A chaque ouvrages de charpente son entrait !

- 1/ Les tout petits entraits ou en sections très fines peuvent être placé dans des cabanes, remises de jardin ,etc …!

- On peut les assembler par vissage avec un petit embrèvement si on charge un peu le toit (couverture hors tuiles).

- Le principe d'agencement des pièces reste le même que pour des gros ouvrage. chevrons ou solivettes peuvent être utilisées sans jamais dépasser 2.50 mètres environ.

- On peut s'amuser en moisant et faire de jolis effet (cabane de “princesse”). (fig 1).

- 2/ Les entraits en porte à faux, doivent être étudiés avant de les placer dans un ouvrages, mais ils donnent de beaux résultats dans des ouvrages apparents.

- On peut avoir à mettre un entrait en porte à faux dans une habitations, dans ce cas, il faut faire coïncider la jambe de force avec le mur. (fig 2).

- 3/ Les entraits en lamellés collés, apportent de la solidité pour de très grandes longueurs, ils sont aussi utilisés (sur évalués) pour de la déco design (fig 3).

- 4/ Les entraits en rondins bruts, sont utilisés souvent ou le résineux est rois (alpages, Vosges, etc …), ils demandent plus de temps à tailler car il faut tabletter les arasements d'assemblages.

- Leurs calculs de sections sont basés sur les surfaces circulaires évidemment ! (fig 4).

- 5/ Les entraits en bois anciens de réemplois, doivent être choisis judicieusement, et scrutés pour détecter les défauts du bois cachés.

- Un bois qui a cintré par flexion longue (fluage), ne doit jamais être retourné ! (fig 5).

- 6/ Les entraits de tourelles, sont “noyés dans l'enrayure, un seul est traversant, les autres viennent s'assembler au poinçon et aux “goussets” (fig 6).

(fig 1) tout petits entraits (fig 2) Entrait en porte à faux ( fig 3) Entrait en lamellé collé ( fig 4) Entrait en rondin

( fig 5) Entrait neuf en vieux bois ( fig 6) Entrait de tourelle

A suivre, les arbalétriers.

Notions de base de charpente pour L'Air du Bois

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— Michaud Jacky 2019/03/14 13:34